Введение

Структура древостоя, насаждения (фитоценоза) лесной экосистемы

Фауна как составная часть лесной экосистемы

Трофические цепи

Заключение

Введение

Любую совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может поддерживаться круговорот вещества, называют экологической системой или экосистемой. Впервые понятие «экосистема» ввел в науку английский ботаник А. Тенсли. Природные экосистемы могут быть разного объема и протяженности: небольшая лужа с ее обитателями, пруд, океан, луг, лес, степь - все это примеры разномасштабных экосистем. Любая экосистема включает живую часть - биоценоз и его физическое окружение. Общий биологический круговорот вещества на нашей планете складывается из взаимодействия множества более частных круговоротов. Экосистема может обеспечить круговорот вещества только в том случае, если включает необходимые для этого четыре составные части: запасы биогенных элементов, продуценты, консументы и редуценты. Потоки энергии и вещества, связывающие живые организмы друг с другом и средой их обитания, обеспечивают целостность биогеоценозов. Разные экосистемы отличаются друг от друга по видовому составу организмов, так и по свойствам среды их обитания. В данном реферате будет рассмотрена структура лесной экосистемы. Рассматривая лес как биогеоценоз, или экосистему, состоящие из многих компонентов с их многочисленными организмами, т. е. понимая, что за деревьями надо видеть лес, нельзя считать равнозначными все слагаемые лесного биогеоценоза, или лесной экосистемы. Хотя число взрослых деревьев на единице площади, составляющих древостой, может быть в тысячи или даже миллионы раз меньше числа особей других компонентов биогеоценоза, биологическое и экологическое значение древостоя от этого не снижается. Древостой как основной компонент лесного фитоценоза является и связующим звеном в биологической системе леса. Древостой - экологический доминант леса среди биотических компонентов.

1. Структура древостоя, насаждения (фитоценоза) лесной экосистемы

Основной признак леса - древесная растительность, поэтому при разбивке леса на категории прежде всего следует выявить сходства и различия и сгруппировать их по характеру древесной растительности. В лесу на одном участке древесная растительность бывает представлена сосной, на другом елью, на третьем сосной и елью. Кроме того, одна и та же древесная порода растет в одних участках хорошо, в других плохо. Таким образом, в зависимости от различий в характере древесной растительности лес можно разделить на участки, примерно однородные внутри и заметно отличающиеся друг от друга. Элементарные однородные участки растительного покрова в геоботанике называют фитоценозами, в данном случае это - лесные фитоценозы. Фитоценоз нельзя рассматривать как простое, механическое скопление растений. Он представляет совокупность растений, лесное сообщество, обусловленное средой, естественным отбором и борьбой за существование. Здесь проявляются многочисленные взаимосвязи как между растениями, так и между ними и окружающей средою.

Вертикальное разделение лесного фитоценоза.

В зависимости от наличия древесных ярусов древостой делят на простые (одноярусные) и сложные - 2-, 3-, 4- и 5-ярусные. Это деление называется формой или строением древостоя. Различают следующие ярусы древостоя:

(верхний) ярус, состоящий из крон наиболее высоких пород - сосны, дуба, ели и др. В его пределах различают два полоза: а) господствующий, состоящий из крон деревьев I и II классов по классам роста, и б) подчиненный, состоящий из крон деревьев IV-V классов по классам роста.

ярус состоит из крон более теневыносливых, чем первый, и медленнее растущих пород, например из дуба и ели - под сосной и березой, полевого клена, липы и граба - под пологом дуба и ясеня. Очень часто воII ярусе господствуют кроны пород второй величины (например, полевого клена, яблони, рябины) или пород первой величины, неспособных в данных климатических или почвенных условиях вырасти на уровень I яруса (например, дуба на бедных песчаных и супесчаных почвах).ярус состоит из еще более теневыносливых деревьев, чаще всего третьей величины с примесью кустарников. Он занимает около 1/звысоты I яруса.

Подлесок состоит из кустарников или низкорослых деревьев, не поднимающихся выше 5 м, обычно достигающих высоты 1,5-2,5 м. Он может быть создан также и древесными породами первой, второй и третьей величины, если только в данных условиях они не могут вырасти выше 3-5 м, как, например, дуб и бук на бедных боровых (песчаных или щебневатых) почвах.

Самосев - молодые деревца главных и второстепенных пород, появившиеся из семян под пологом леса или на лесосеке. Во взрослых древостоях при неравномерной изреженности полога может появиться сосновый самосев, чаще всего группами, в окнах полога. Такой самосев называют подростом. Сеянцы на первом году жизни называют всходами.

Подлесный (напочвенный) живой покров - травянистые растения, мелкие кустарники и полукустарники типа ракитника, дрока, брусники, черники, голубики, багульника, а также мхи, напочвенные лишайники и грибы. Растения покрова в ряде случаев могут подниматься на уровень подлеска (например, двудомная крапива в ольшаниках), в других - быть приземистыми, не поднимающимися выше 2-5 см над уровнем почвы (например, мхи и лишайники). В случае полного отсутствия растении говорят о мертвом напочвенном покрове, представляющем собой растительный опад или лесную подстилку.

Опад - лежащие на почве или на подстилке свежеопавшие листья, веточки, кусочки коры, цветки, околоплодники и другие мертвые остатки древесных и травянистых растений всех ярусов.

Лесная подстилка, или лесной перегной, - лежащий непосредственно на почве слой в той или иной степени разложившегося органического спада прошлых лет. В отличие от опада подстилка имеет компактность, слоистость, а иногда (при медленных процессах разложения) и значительную мощность - до 20 см.

Ризосфера - корнедоступная толща почвы. Она может быть мельче слоя почвы, а может быть и глубже его, последнее - в случае, когда корни проникают в материнскую горную породу. Если корни деревьев заселяют лесную подстилку, то она включается в состав ризосферы. Существует позже возникшее понятие о «микробной ризосфере», относящееся к ограниченному слою почвы вокруг корневых окончаний. Здесь интенсивно развита жизнь микробов, питающихся органическими продуктами корневого экзосмоса.

Остальная часть древостоя выше ризосферы называется надземной, или стромосферой.

Полнота древостоя - важнейший признак, определяемый чаще всего визуально по сомкнутости крон. Если полог леса плотный, просветы между кронами занимают не более 10-15% площади древостоя, такую полноту принимают за 1,0, а последующие ступени ее уменьшения на каждую десятую - за 0,9, 0,8, 0,7 и т. д. Сомкнутыми принято называть насаждения с полнотой 0,8-1,0, средней полноты - 0,6-0,8, редкими - 0,4-0,6. Насаждения с полнотой менее 0,4 называют рединами.

Возраст насаждений и их возрастные фазы развития (онтогенез насаждений) представляют собой важнейший признак, отражающий динамику леса. В лесоводстве принято делить древостой по 20-, 10- или 5-летним классам возраста в зависимости от темпов развития древесных пород. У медленно растущих пород (дуба, ели, пихты) - 20-летние, у быстрорастущих (ольхи, березы, осины и порослевого дуба) - 10-летние, у гибридных тополей - 5-летние классы возраста. Различают следующие фазы развития древостоя, начиная с самых ранних.

Молодняк - поколение леса, включающее самосев, подрост, поросль и при смыкании образующее чащу;

Жердняк - характеризуется быстрым ростом в высоту, наибольшей листовой и хворостяной массой, резкой дифференциацией деревьев по размерам ствола и кроны, интенсивным опадом деревьев;

Средневозрастной - древостой с признаками некоторого снижения прироста в высоту и увеличения его по диаметру, а также наступления возмужалости (семеношения, плодоношения);

Приспевающий - древостой с выраженной возмужалостью, с определившимися хозяйственно-техническими особенностями и признаками деревьев, продолжающий наращивание запаса древесины на единице площади;

Спелый - древостой с замедлением роста, особенно в высоту, дающий наибольший запас или выход древесины главных сортиментов, т. е. древостой, приспевший к рубке;

Перестойный - древостой, характеризующийся высоким возрастом, притуплением прироста по диаметру и высоте, большим количеством дефектов (заболеваний и повреждений) и значительным опадом деревьев. Вследствие этого прирост по запасу на единице площади (для перестойных деревьев) не только не увеличивается, а снижается по сравнению с величиной образующегося за это же время опада. Иными словами, прирастает меньше, чем отпадает.

. Фауна как составная часть лесной экосистемы

В цепи отношений растения-животные главным звеном являются растения, дающие животным пищу и среду обитания. Лес дает пищу и укрытие животным. Наличие растительноядных животных в свою очередь делает возможным обитание в лесу хищных животных. Животный мир, и прежде всего дикая фауна, является по отношению к лесу не только внешним, экологическим фактором, но и составной частью самого леса. В отличие от большинства других биотических факторов, животные обладают способностью мигрировать. Фауна - наиболее динамичный компонент леса. Все это свидетельствует о сложной природе взаимосвязей фауны с другими компонентами лесного биогеоценоза и о своеобразии занимаемого ею в нем положения. Животный мир леса многообразен и включает в себя птиц, млекопитающих, насекомых и простейших. При его участии создается и нарушается биологическое равновесие. Обитание отдельных видов животных и их группировок в лесном биогеоценозе зависит от характера и запасов корма внутри биогеоценоза, его (корма) изменений не только в пространстве, но и во времени; от других условий существования, (теплового и водного режима, в частности характера снегового покрова, наличия убежищ, естественных врагов). В связи с этим большое влияние на видовой состав и расселение фауны оказывают.состав древостоя, его возраст, сомкнутость, характер нижних ярусов, тип леса, тип вырубки, гари, характер смежных биогеоценозов.

vПочвенные животные. Численности беспозвоночных в 1 дм3 почвы:

простейшие и бактерии 109

нематоды …………………………...3·104

клещи ……………………………….2·103

низшие насекомые 108

прочие членистоногие 102

коловратки 102

энхитреиды 50

люмбрициды (дождевые черви) 2

Как видим, в наибольшем количестве встречаются мелкие организмы. По весу они составляют 50-72% всех почвенных организмов. Микробная масса воспроизводится в течение года 5-20 раз, поэтому суммарная продукция живого вещества в почве достигает нескольких десятков тонн на 1 га. Нематоды, клещи и низшие насекомые являются хищниками. Они питаются бактериями и грибами, играют большую роль в измельчении растительного опада в лесу. В тех почвах, где много беспозвоночных, происходит быстрое измельчение опада и смешивание его с почвой.

vВредные и полезные насекомые, насекомоядные птицы. Огромный ущерб лесу наносят вредные насекомые, специализированные по отдельным древесным породам. У главных лесных пород - сосны, ели, лиственницы, дуба, бука, ильмовых, ясеня, тополей и ив - множество вредителей, питающихся листвой, корой, лубом, древесиной ветвей, стволов, корней. Особенно большой ущерб причиняют лесу первичные вредители. В благоприятные для них годы они сильно размножаются и нападают не только на ослабленные, но и на здоровые растения. К ним относятся: сосновый пилильщик, сосновая совка, монашенка, непарный шелкопряд, боярышница, кольчатый шелкопряд и многие другие. Листогрызущие насекомые уничтожают живую листву или хвою деревьев, в результате чего ослабляется их жизнедеятельность. Вслед за первичными появляются вторичные вредители, в частности короеды и лубоеды. Они поселяются на ослабленных деревьях и приводят их к полному отмиранию. В борьбе с вредителями леса большую пользу приносят насекомоядные птицы: скворец, иволга, синица, поползень, пищуха, кукушка, славка, соловей, козодой, ласточка, удод, дятел и многие другие. Очень полезны мелкие певчие птицы, вьющие гнезда в подлеске или на земле. Кормят своих птенцов насекомыми также галка, овсянка, снегирь и многие дуплогнездники. Большую пользу приносят хищные насекомые, уничтожающие насекомых-вредителей. Среди хищников особой активностью отличается рыжий муравей. Он способен быстро размножаться и активно поедать гусениц. Во время охоты на них муравей взбирается высоко на деревья. Деревья в нормально сформировавшемся лесу обладают физиологической устойчивостью и сопротивляемостью по отношению к вредным насекомым. Кроме того, в нормальном лесном биоценозе имеется достаточное количество насекомоядных лтиц и насекомых-хищников, способных уничтожать вредителей, приостанавливать или, по крайней мере, сдерживать их размножение. Такое состояние полезной фауны леса возможно лишь при благоприятных условиях, наличии подходящих для птиц гнездовий - подлеска, дуплистых деревьев и т. п.

Птицы гнездятся по ярусам в таком порядке:

·верхний ярус (вершины деревьев): коршун, грач, ворона, сойка, кобчик, пустельга;

·средний ярус (нижние части крон главных пород, кроны II яруса и высоких кустарников): иволга, чернолобый сорокопут, сорока, дрозд-рябинник, зяблик, щегол, малиновка, вяхирь горлица, кобчики, пустельга;

·нижний ярус (подлесок); серая славка, садовая славка, славка-завирушка, ястребиная славка, бормотушка, болотная камышевка, жулан;

·гнездящиеся на земле: овсянки садовая и обыкновенная, соловей.

vМлекопитающие. В настоящее время в результате интенсивного изменения природы лесов человеком основное влияние на формирование насаждений из представителей фауны млекопитающих оказывают мышевидные грызуны, зайцы, лисы и в меньшей степени косули, олени, лоси, кабаны и медведи. Главными распространителями пород с тяжелыми семенами являются млекопитающие. Они влияют положительно на естественное возобновление леса. Разрыхляя и разгребая моховой ковер, подстилку и верхний слой почвы, они создают очаги для появления самосева. Важное значение для создания очагов обсеменения многих пород имеют лежки косуль, оленей, лосей, медведей. В естественном лесу их роль была очень важной для смены поколений леса. В данном отношении дикий кабан занимает первое место. Питаясь корневищами трав, личинками хрущей, желудями, буковыми орешками, каштанами и другими лесными семенами, кабаны перерывают почву и создают самые лучшие условия для приживания и роста той, быть может, небольшой доли семян, которая остается ими несъеденной. Между тем без рыхления лесной подстилки и почвы, без удаления трав возобновление во многих случаях не может осуществиться даже при обильном урожае семян. Одно и то же животное в разных случаях может быть то полезным, то вредным. Оценка роли таких животных не может быть одинакова для всех случаев. Это касается ряда распространенных в лесу птиц и особенно млекопитающих. Так, вредная в ряде случаев лисица очень полезна в борьбе с мышевидными грызунами. Вред от млекопитающих достигает иногда значительных размеров. Обгрызают кору и луб древесных стволов мыши, водяные крысы, зайцы, кролики, бобры, красная дичь - лоси, олени, Большинство лиственных пород - питательный корм для травоядных млекопитающих. Лоси и олени особенно охотно поедают осину и тополь. Эти животные сгрызают кору со стволов в молодняках и жердняках, часто окольцовывая их. Менее съедобны для них хвойные породы, несъедобны некоторые другие лиственные, обладающие неприятным для животных вкусом или запахом, иногда ядовитостью.

vПастьба скота почти всегда вредна для леса, а иногда и гибельна для него, например пастьба в невысоких молодняках. В лиственных молодняках, не достигших указанного уровня, пастьбу запрещают полностью. Домашние козы - опаснейшие враги леса. Они очень неприхотливы к пище, обгрызают листья, побеги и кору на молодых стволах и ветвях. Пастьба овец и других животных на обезлесенных песках ведет к потере ими связности и превращению песков в летучие.

. Трофические цепи

ØПродуценты - это зеленные растения, создающие из биогенных элементов органическое вещество, то есть биологическую продукцию, используя потоки солнечной энергии. Запас первичной энергии, биомасса автотрофов - это первый трофический уровень. Автотрофы (фототропные растения, фотосинтезирующие бактерии) - организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических соединений (как правило, из СО2 и Н2О). Реакция фотосинтеза:

СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2.

ØКонсументы - потребители органического вещества.

Консументы I порядка - гетеротрофные организмы - травоядные. Травоядные обнаруживаются всюду, где для них есть соответствующая пища - под пологом деревьев, среди наземной растительности и в верхнем почвенном горизонте. Как правило, листва большинства древесных видов растений частично пожирается насекомыми, главным образом гусеницами (личинками). Например, дубовые леса через разные промежутки времени страдают от гусениц листовертки, поедающих их листву. Иногда насаждения сосны не могут восстановиться полностью после нашествия сосновой пяденицы. Потери листвы и хвои происходит двумя путями.

Побеги могут быть ослаблены личинками, поражающими побеги. Минирующие пилильщики (личинки насекомых нескольких больших классов) выедают мезофилловую ткань листа. Тетерева питаются почками и молодыми побегами хвойных деревьев. Основным источником питания другой группы видов являются плоды и семена, среди которых наиболее широко распространенным представителем являются белки. В конце весны и в начале лета вынуждены питаться птичьими яйцами, оперившимися птенцами, древесными почками и живой корой. Лиственные леса в период зрелости могут быть достаточно открытыми, что обеспечивает рост травяной наземной флоры (бухарник, полевица и прочие). В таких местах можно встретить пасущуюся косулю или лань.

Консументы II порядка - хищники (особи одного вида поедают особей другого вида). Как правило, в лесах наблюдаются системы смешанного хищничества, в которых нескольким видам хищников в разное время служат добычей несколько альтернативных видов жертвы. Такая система дает возможность хищникам обратить внимание на то, какой вид жертвы наиболее обилен в определенный период времени. Это, таким образом, облегчает корм хищникам, численность вида их жертвы сокращается, уровень популяции этого вида оказывается низким, и для особей этого вида наступает некоторая передышка от хищничества.

. Почва

экосистема лесной почва фитоценоз

Функции почвы в биогеоценозе

) жизненное пространство для растений и животных;

) жилище для ряда животных;

) механическая опора для растений.

·Химические и биохимические функции почвы:

) источник питательных веществ;

) депо веществ;

) катализатор и ингибитор веществ.

·Физико-химические функции почвы:

) адсорбент поступающих в нее веществ;

) адсорбент микроорганизмов.

·Информационные функции почвы:

) сигнал сезонных биологических процессов;

) пусковой механизм сукцессий.

·Целостные функции почвы:

) трансформация вещества и энергии;

) буферная и защитная функции;

) фактор эволюции организмов;

) условие существования живых организмов.

Классификация типов земель:

)сильно-дренированные (сосняки беломошные, брусничные, вересковые, бруснично-зеленомошные, чернично-брусничные на малогумусных, гумусово-железистых, сухих грубогумусных, поверхностно-подзолистых, гумусо-железистыхи т. д.);

)дренированные различного богатства с грубогумусными, модергумусными, модермуллевыми и подзолистыми почвами (сосняки и ельники; чернично-зеленомошные до ельников кисличных включительно);

)недостаточно дренированные различного богатства;

)слабодренированные;

)недостаточно - и слабодренированные с сильным проточным увлажнением;

)болотные.

. Свет

Свет имеет важнейшее значение для фотосинтеза - процесса образования растением сложных органических соединений из двуокиси углерода и воды. К. А. Тимирязев установил, что в фотосинтезе решающую роль играют тепловые лучи - красные, оранжевые и желтые, в меньшей степени - зеленые. Лучи правой части спектра - фиолетовые, синие и голубые - играют роль в процессах роста. Солнечный свет влияет на транспирацию и ряд других физиологических процессов. Полог леса в полуденные часы летом в средних широтах получает радиацию около 1-0,9 килокалории на 1 см2 в минуту. Из этого количества расходуется на транспирацию и испарение около 0,5-0,7 калории, 0,2-0,3 калории уходит на турбулентный теплообмен в атмосфере, 0,02-0,04 калории - на теплообмен в почве и всего 0,01-0,02 калории (то есть 1-2% всей поступающей энергии солнца) на фотосинтез. Различают прямое солнечное освещение (прямую радиацию), исходящее непосредственно от солнца, и рассеянное (диффузное), поступающее на землю от небосвода. Растительный мир хорошо приспособлен к рассеянному освещению. Что же касается прямой радиации, то по отношению к ней растения вырабатывают разные защитные приспособления, умеряющие ее влияние: изменение наклона плоскости листьев по отношению к прямым солнечным лучам, волосяной покров, взаимное затенение листьев на прямом свету, усиление транспирации для снижения температуры листьев и т. д. Рассеянная радиация в ясные дни составляет от 1/3 до 1/8 суммарной радиации; в дни сплошной облачности она равняется суммарной радиации. В ясные дни наибольшее количество рассеянных лучей приходит из зенита; если принять это последнее за 100, приход рассеянного света с востока составит 37%, с юга - 40%, с запада - 36%, с севера - 15%. В насмурные дни в среднем со всех сторон горизонта приходит около 38% рассеянной радиации из зенита. При некоторой средней высоте стояния солнца над горизонтом часть суммарной радиации теряется в результате рассеивания в атмосфере. При более низком стоянии солнца, значительной облачности, влажном и запыленном воздухе потеря на рассеивание в атмосфере значительно возрастает. Ниже 1000 м высоты над уровнем моря запыленность атмосферы имеет немалое значение в формировании значительной разницы между климатом гор и равнин. Интенсивность прямой радиации зависит от высоты солнца над горизонтом.

Рельеф и освещенность. Освещенность претерпевает значительные изменения от типа рельефа. Вообще экспозиция склона оказывает большое влияние на суммарное освещение и на режим в течение дня и сезонов года. В умеренных широтах на склоны северной экспозиции в течение всего года солнечной радиации приходится меньше, чем на горизонтальную поверхность, а на южные - больше, причем зимой разница между ними больше, чем летом. Дело в том, что зимой, когда солнце стоит низко над горизонтом, на крутые южные склоны радиации приходится в несколько раз больше, чем на пологие, а на крутых северных склонах радиация отсутствует. Летом, напротив, величина радиации на крутых южных склонах уменьшается, так как в полуденное время солнечные лучи падают на их поверхность под острым углом. На широте 50° на южные склоны крутизной 45° прямой солнечной радиации в летнее время приходится вдвое меньше, чем на горизонтальную площадь. Летом северные склоны освещаются солнцем продолжительнее. До крутизны 40° они освещены так же долго, как и горизонтальная плоскость. Кроме того, и северо-восточные склоны до крутизны 20° летом освещены солнцем длительнее, чем южные склоны. Если господствующие деревья дают большую продукцию фотосинтеза, то лишь за счет их большой листовой массы.

Классификация типов освещения и использование света деревьями.

Существуют следующие виды освещения:

) верхнее - падающее сверху на кроны и листья растений;

) боковое - падающее косо или горизонтально на вертикальную площадь, например на опушечные деревья, на их кроны и стволы. Источником бокового освещения могут быть солнце, небо или свет, отраженный от соседних деревьев, от стен домов и скал; вследствие одностороннего бокового) освещения деревья на опушках и на крутых горных склонах имеют однобокие кроны;

) сквозное - представляющее собой лучи, проникающие внутрь леса сверху через кроны, листья и просветы между ними (верхнее сквозное) или от лесной опушки, или от узкой, сквозистой «кулисы», состоящей из старых деревьев (сквозное - боковое). Сквозное освещение является профильтрованным через промежутки между листьями, ветвями и стволами древостоя, но его бывает достаточно для подроста теневыносливых пород;

) нижнее - отраженное от поверхности почвы или воды.

Шкала теневыносливости древесных пород и кустарников

Группа саксаула: Саксаул. Настоящие акации. Тамарикс. Эвкалипты. Белая и ломкая ивы. Серебристый тополь и осокорь. Пробковый дуб. Пушистый дуб.

Группа лиственницы: Лиственница. Белая акация. Бородавчатая береза. Айлант. Обыкновенная сосна. Серый тополь. Осина.

Группа грецкого ореха; Грецкий орех. Амурский бархат. Ясень. Берест. Черешчатый дуб ранний. Черная ольха.

Группа черной сосны. Черная сосна. Черешчатый дуб поздний. Козья ива. Съедобный каштан. Пушистая береза. Горный (сидячецветный, скальный) дуб. Опушечные кустарники: терн, вишняк, шиповник, лох, облепиха, дереза и др.

Группа кленов: Клены остролистный, полевой, татарский и явор. Красный дуб. Ильм. Чинар. Катальпа. Черешня. Рябина. Груша. Яблоня. Берека.

Группа липы: Вяз. Дугласия. Дзельква. Секвойя. Кедровая и веймутовая сосны. Липа. Серая ольха. Конский каштан. Подлесные кустарники - лещина, свидина, бересклеты, татарская жимолость, чубушник, гордовина, красная и черная бузина, боярышник.

Группа граба: Лианы - ломонос, павой, плющ и др. Граб. Ель. Пихта. Тисе. Самшит.

. Тепло

Горизонтальная зональность лесов. Рассмотрим схему географической зональности важнейших древесных пород, господствующих в пределах зон или характерных для них.. Свыше 70° северной широты. Тундра, где древесная растительность представлена карликовыми, приземистыми видами берез и ив, вереском, толокнянкой и др. Вегетационный период длится 1½-2½ месяца, средняя температура его 5-6°, средняя температура июля 8-10°.. 65-70° северной широты. Лесотундра. Леса представлены непродуктивными и редкостойными насаждениями сосны, ели, лиственницы, кедра сибирского, березы. Вегетационный период 2-3 месяца, средняя температура его 8-12°, средняя температура июля 10-12°.. 50-65° северной широты. Тайга, зона хвойных лесов, где преобладают ель, обыкновенная и кедровая сосны, лиственница, пихта, береза, осина, серая и черная ольха. Вегетационный период 3-5 месяцев, средняя температура его 12-16°, средняя температура июля 14-18°. На юге зоны в области продуктивных хвойно-щироколиственных лесов вегетационный период длится 5-6 месяцев, средняя температура июля 16-18°. Тайга распространена в виде широкой зоны в Евразии и Северной Америке. Ее делят на три подзоны широтного простирания: северную, среднюю и южную. Северная представлена малопродуктивными лесами III-IV бонитета.. 40-50° северной широты. Зона широколиственных зимнеголых лесов бука, дуба с их спутниками: ясенем, кленами, липой, ильмовыми и др. Вегетационный период длится 5-7 месяцев, средняя температура его 14-18°, средняя температура июля 18-21°. Южная подзона представлена лесами тех же в основном пород, но с участием, кроме того, благородного каштана, грецкого ореха, дуба пушистого, а в соответствующей зоне Северной Америки лесами из красного дуба, черного ореха, пекана, тюльпанного дерева, зимнеголой магнолии и др. Леса этого типа распространены также в Восточном Китае.. 30-40° северной и южной широты. Зона жестколистных средиземноморских лесов с участием лавра, маслины, вечнозеленых дубов, земляничного дерева, фисташки, кедра, кипарисов, древовидных можжевельников, средиземноморских сосен и других пород. Вегетационный период 7-9 месяцев, средняя температура его 18-21°, средняя температура июля 22-25°. Эти леса распространены в Средиземье, Калифорнии, на Капской земле, в Юго-Восточной и Юго-Западной Австралии.. 15-30° северной и южной широты. Зона субтропических лесов разнообразного видового состава с преобладанием вечнозеленых; эпифитов здесь мало, почки деревьев защищены от засухи чешуями. Вегетационный период 9-10 месяцев, средняя температура его 21-24°, средняя температура июля 25-28°. Одинакова с этой зоной по сумме тепла зона саванновых (муссонных) лесов с деревьями, сбрасывающими листья на время засухи (баобаб, тик, настоящие акации и др.). К этой категории относятся леса Южного Китая, Японии, Португалии, Канарских островов, Мадейры, Флориды, Северного Чили, Патагонии, южного склона Гималаев, Центральной Африки.. 0-15° северной и южной широт. Зона тропических вечнозеленых («дождевых») и летнеголых муссонных лесов с разнообразным видовым составом, обилием пальм и лиан. В дождевых лесах много эпифитов, преобладают деревья с блестящими и «капающими» листьями, с доскообразными корнями и незащищенными почками. Вегетационный период круглогодичный (12 месяцев) со средней температурой 25-28°, почти не делится на сезоны. Одинакова с ней по сумме тепла муссонная засушливая область летнеголых лесов с тиковым деревом. Леса эти встречаются на Цейлоне, Индонезийских островах, в Южной Индии, Новой Гвинее, Южной Мексике, Центральной Америке в бассейне Амазонки и в тропической Западной Африке (бассейн реки Конго).

. Влага

Источниками влаги для растений являются:

)атмосферные осадки - дождь и снег;

)конденсационные осадки в виде росы, инея, ожеледи, образующиеся в результате сгущения водяных паров, капелек тумана и дождя;

)почвенная влага, образующаяся от предыдущих источников;

)грунтовые воды;

)реки и пресные водоемы.

Вода поступает в растение из почвы по корням. Небольшую долю ее листья и молодые побеги способны усваивать из оседающих на них капель дождя и росы, особенно в том случае, когда влага попадает на листья, подвядшие в результате засухи, но сохраняющие жизнеспособность. Вместе с растворенными в ней веществами она проходит в ткани и сосуды листьев. Вода используется растением в качестве строительного материала клеток и тканей. Она необходима для жизнедеятельности плазмы, поддержания клеточного тургора, передвижения поглощенных корнями из почвы веществ в ствол и крону, перемещения пластических веществ из листьев в другие органы растений, для транспирации. От корней к листьям у крупных деревьев вода поднимается на большую высоту, например у деревьев гигантской секвойи до 125 м. Количество воды, расходуемой деревьями на транспирацию, велико. Деревья способны развивать глубокую и разветвленную корневую систему, с ее помощью использовать влагу из большого объема почвы. Они могут черпать ее даже из самого богатого источника - из горизонта грунтовых вод, недоступного для подавляющего большинства травянистых растений, мхов и лишайников из-за того, что эти последние укореняются неглубоко. Поглощая много влаги и испаряя ее, лес накладывает особый отпечаток на состояние влажности почвы и атмосферы, на климат и водный режим малых и больших территорий. Твердые осадки холодного периода года (снег, иней, ожеледь), скопляясь на кронах деревьев, вызывают снеговал и снеголом. Осадки влияют также и на температурный режим леса. Летние осадки снижают температуру воздуха и почвы; зимние снежные осадки, наоборот, утепляют почву и занятый снегом приземный слой воздуха. Общее (годовое) количество осадков имеет большое значение для распространения лесов в крупных географических масштабах. В лесных районах годовое количество осадков бывает, как правило, свыше 400 мм.

Заключение

Ежедневно в мире вымирает одни-два вида диких растений. Между тем один вид растений обеспечивает существование в среднем 11 видов животных (в тропических лесах - 20 видов). Уничтожение лесов неизменно ведет к снижению порога устойчивости биосферы, нарастанию разрушительной силы наводнений, селей, водной эрозии, пылевых бурь, опустошительных засух и суховеев, ускорению процессов опустынивания. С обезлесением ландшафтов постепенно уничтожается живое вещество, обедняется биосфера в целом. Зеленое убранство планеты сокращается в основном из-за интенсивных заготовок древесины, расчистки лесных площадок под сельскохозяйственные угодья, пожаров и, конечно, в результате Загрязнения окружающей среды. Сокращается и генетическое разнообразие экономических систем, исчезли целые семейства растений, отдельные виды животных. Скорость исчезновения видов животных и растений в 5000 раз превосходит естественный ход эволюции.

Забота о нормальном состоянии всех звеньев лесного биоценоза, максимальное сохранение его целостности - важнейшие предпосылки для охраны и создания устойчивых и продуктивных лесов.

Список использованной литературы

1)Казенс Дж. Введение в лесную экологию: Пер. с англ. -М.: Лесн. пром-сть, 2010-144 с.

)Карпчевский Л. О. Лес и лесные почвы.- М.: Лесн. пром-сть, 1981.-269 с.

)Мелехов И. С. Лесоведение. Лесн. пром-сть 2004.- 408 с.

)Новиков Ю. В. Экология, окружающая среда и человек.2009.- 560 с.

)Общая биология. 2003.- 303 с.: ил.

)Погребняк П. С. "Колос", 2008.- 440с.

)Чернова Н. М. и др. Основы экологии. 2001.- 304 с.

Сведение леса – to be destroyed (быть уничтоженным), to be cleared for farming land (быть зачищенным под...

Виду, и по видовому составу популяций экосистемы леса и пруда. Среда обитания видов разная: в лесу – воздух и почва; в пруду – воздух и вода.
Нарушение человеком структуры экосистемы может привести ее к гибели: если сильно нарушена среда...

ЧАСТЬ 3
Натуралист с опытом

Преодоление трудностей доставляет человеку глубокое удовлетворение. Подобное чувство испытывает альпинист, ценой огромных усилий достигший цели и взошедший на вершину. Это качество - ставить перед собой цель и идти к ней через все препятствия - выделяет человека из остального животного мира. Это качество - сплав интеллекта, решительности и упорства - определяет и превосходство человека над остальными млекопитающими, делает его сильнее гризли, тигра, слона.

Усвоение второй половины книги потребует от вас больших усилий, ибо пришло время поставить перед собой цели и, мобилизовав свои силы, осуществить эти цели. Одна из задач - и наипервейшая - приобрести твердую основу знаний. Другие цели вы можете поставить перед собой сами, но достижение первой - большая и нелегкая задача. Вы уже приступили к ней.

Процесс познания, такой, каким его видит натуралист, бесконечен. Наградой за ваше стремление к недостижимому будет то, что жизнь ваша станет интересной на долгие годы. ГЛАВА 20

Экосистемы бывают малые и большие, но и в том, и в другом случае - это законченные экологические единицы связи животных и растений с местом их обитания, почвой, породой, водой и атмосферой. Изучение экосистем или биомов - как называются большие экосистемы - является необходимым элементом образования натуралиста. Такое изучение позволит вам представить себе общую картину жизни на каком-то достаточно большом участке или регионе, а также увидеть, как каждый ее фактор влияет на другие.

В этой главе мы рассмотрим только три экосистемы: биом лиственного леса восточных и некоторых центральных западных штатов, биом хвойного леса Скалистых гор и Сьерра-Невады и жизнь в водоеме, с которой мы ознакомимся подробнее, ибо пруд можно найти в любом месте. Две другие подобные экосистемы - каменистые берега Атлантического и Тихого океанов - подробно описаны в главе 17 .

Биом умеренного лиственного леса - наиболее полный и разнообразный биом Северной Америки. В то же время именно он, а также умеренный степной биом, куда входят Великие равнины и прерии Северной Америки, претерпел значительные изменения благодаря вмешательству человека. Биом лиственного леса, в который входят разные типы лесов, весьма разнообразен и сложен.

Эти лесные сообщества могут резко отличаться одно от другого, ибо лиственные леса гораздо больше зависят от климатических условий, чем хвойные. Количество осадков в зоне, которую занимает лиственный лес, колеблется от 70 до 150 см в год, причем минимальное количество их выпадает на севере и западе, а максимальное - на востоке и юге, в особен в районе Мексиканского залива. Поскольку осадки выпадают в течение года с небольшими перерывами, эти леса практически не боятся засухи и пожаров.

Лиственные леса богаты жизнью. Деревья ослабляют ветер, что очень важно для птиц и насекомых. Густая листва защищает их также и в жаркий солнечный день, уменьшая освещенность до 10% в гуще листвы и до 1% на уровне земли.

Сколь сложна жизнь в лиственном лесу, особенно ярко видно на примере ярусных сообществ.

1 - полог леса, 2 - подлесок, 3 - кустарниковый ярус, 4 - травяной ярус, 5 - подстилающий и почвенный слой

Современные лиственные леса биома уже не так высоки, как были в начале XIX столетия; правда, и сейчас встречаются деревья высотой 23-34 м со стволами 60-95 см в диаметре. Верхний ярус леса включает верхние части стволов, кору ветвей и верхние лстья. На 1 м 2 этой площади приходится не менее 1 500 беспозвоночных - прекрасный корм для птиц. В многочисленных полостях главного ствола и верхних ветвях дерева прячутся и гнездятся красноголовый и пушистопёрый дятлы, каролинский поползень, хохлатая синица и неясыть. Там же обитают и небольшие млекопитающие - летяги, серые белки и еноты-полоскуны. Здесь же гнездятся и кормятся и некоторые птицы - виреоиы, славки и танагры. Конкуренция в этом ярусе должна быть жестокой.

Ниже, в ярусе высокого кустарника проживают красноглазые виреоны и оливковые тиранны. Ярус среднего кустарника занимают азимины, а низкого (1-2 м) - в основном каликант флоридский а также молодая поросль больших деревьев. Тут же ползают клопы-кружевницы и летают большие американские дрозды. В ярусе высоких трав (15-100 см) ветречаются водолюб, крапива двудомная, деррис трехлистный и доминирующий подлесник; а из насекомых здесь обычно водятся комары и клопы-грязевики. И, наконец, самый нижний ярус - низкая трава (0-15 см) - это среда обитания фиалки и копытня круглолистного, хищных улиток, личинок летающих насекомых и тысяченожек. Поваленные деревья и пни также могут считаться входящими в этот ярус. Поверхность их покрыта грибами, под корой водятся плоскотелки и ногохвостки. Пауки же водятся во всех ярусах, и их отношения с различными растениями и насекомыми - это отдельный вопрос, требующий специального изучения. Внизу среди корней и в почве живут в норках кротовидные гоферы, питающиеся растениями, и кроты, питающиеся червовидными личинками и червями. А по земле ползают тысяченожки (двупарноногие), многоножки и мокрицы.

Богатая и разнообразная жизнь этого биома, его плодородная почва привлекли сюда человека. Охотники и поселенцы безжалостно уничтожали деревья на больших территориях, и только небольшой процент лесных массивов остался на сегодняшний день еще не тронутым.

Среди доминирующих видов деревьев климаксового сообщества в этом биоме можно назвать: дуб бархатный, дуб белый, дуб малый, гикори овальную и гикори сердцевидную. Далее к северу доминирует дуб красный. В южных штатах тоже много дуба красного и лавролистного, а также гикори белой, падуба тусклого и персеи красной. Широко распространены, но не доминируют, дуб горный, орех черный и бук крупнолистный. Вдоль берегов рек растут ивы и тополя. На месте лесных пожаров вырастают черемуха и боярышник. В других местах встречаются сообщества ильма белого, вяза ржавого, клена красного, тополя желтого, дуба крупноплодного, дуба болотного каштанового, тсуги (на севере) и рябины. Многочисленные вьющиеся растения, кустарники и маленькие деревья подлеска дополняют эти сложные сообщества, населенные разными видами млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий и беспозвоночных.

Этот биом простирается на горном западе Северной Америки, за исключением области, расположенной поблизости от побережья Тихого океана,- ее занимает биом тихоокеанского дождливого побережья и туманных хвойных лесов. Основную площадь биома горного хвойного леса составляет Сьерра-Невада. И поскольку он находится поблизости от густонаселенных районов, мы рассмотрим этот участок более подробно.

Леса Сьерра-Невады делятся на четыре основных типа - в зависимости от того, на какой высоте они произрастают, поскольку с высотой связаны количество осадков и температура воздуха. Низкие температуры высокогорья являются основным лимитирующим фактором, сдерживающим распространение там ряда видов деревьев, растении и животных, хотя некоторые из них поднимаются выше своей обычной границы обитания летом и осенью.

Ниже, в так называемой зоне Верхней Соноры, появляются сосново-дубовые массивы. Зона эта сухая и открытая, количество годовых осадков составляет 50 см; она скорее является границей горного лесного биома, нежели его частью. Доминирующая растительность: дуб крупноплодный и виргинский, сосна белая калифорнийская и разнообразные чапаррелевые кустарники - толокнянка и дикая сирень. Здесь обитают перогнаты (семейство мешотчато-прыгуновых) и щетинистые мыши, калифорнийские земляные белки, серые белки, сумеречные древесные крысы-неотомы и чернохвостые калифорнийские зайцы; на них охотятся американская куница, рыжая рысь, койот и серая лисица. Зимой же на спустившегося сюда чернохвостого ослиного оленя нападают пума, койот и медведь. По берегам рек живут в больших гнёздах, сложенных из прутьев, неотомы. А кроме хозяев, в каждом таком гнезде обитает множество муравьев, жуков, личинок и т. д. Из птиц в этой части биома водятся калифорнийская сойка, бурый тауи, горная куропатка, волосатый дятел, белобровый крапивник, виреоны (на верхушках деревьев), рыжая овсянка, малая ушастая сова, американский филин и ястреб

Основной массив горного хвойного леса делится на две главные зоны - в зависимости от того, на какой высоте произрастает лес, а следовательно, и от того, сколько снега там выпадает зимой и сколь резкие колебания температуры. На небольших высотах, где меньше снега и температура не опускается слишком низко, растут леса желтой сосны, или нижний горный лес, сладко пахнущий сосновой корой. Здесь же встречается много пихты одноцветной, кедра ладанного и сосны Лямберта, а несколько выше стоят гигантские секвойи - самые большие деревья на земле. Среди кустарников в основном произрастают дикая сирень, толокнянка и крыжовник; в этом лесу значительно меньше ярусов, нежели в лиственном. На верхушках деревьев живут бурундуковые белки и летяги, за которыми охотится американская куница. На земле водятся землеройки, длинноухие бурундуки, белоногие хомячки и пушистохвостые неотомы. Среди птиц наиболее распространены полосатый голубь, воробьиный сыч, синеголовый виреон, славка, пурпурная чечевица и обыкновенный, крапивник. Среди пресмыкающихся - красивые красные, черные и желтые полосатые калифорнийские змеи и древесные саламандры, живущие на бархатных дубах. Из насекомых следует отметить громадных коричневых жуков с длинными усиками - это смертельные враги сосны.

Верхний горный, или краснопихтовый, лес почти целиком состоит из великолепной пихты красной. Эти пирамидальные деревья растут так плотно, что уничтожили весь подлесок. Они прекрасно адаптировались к большому количеству снега (зачастую до 6 м глубины), который снабжает их влагой на весь год. Зимой из-за холода из этого леса улетают почти все птицы, но некоторые млекопитающие ведут активный образ жизни даже в самые суровые холода.

Зимуют здесь заяц-беляк, а также бурундуки, белки, летяги, земляные белки, которые запасают на зиму в дуплах деревьев орехи и семена; прорывают под снегом ходы мыши. Охотой на них промышляют куницы, рыжая лиса и горный койот.

В нижнем поясе субальпийского леса растет сосна широкохвойная с кривыми, скрученными стволами. Выше располагаются тсуга Мертенса и сосна Веймутова. В самом же верхнем поясе субальпийского леса растет шероховатая сосна белоствольная, часто с одной стороны у нее омертвевшие стволы - из-за яростных ветров, дующих на этих высотах. На границе высокогорных альпийских лугов растут чахлые побеги сосны белоствольной. Эта сосна известна тем, что по ее годовым кольцам можно изучать историю климата Северной Америки. Некоторые из них имеют возраст 3 000 лет, а единичным экземплярам 5 000 лет. Но и до этих суровых мест добирается летом чернохвостый ослиный олень в поисках сочной альпийской травы, кустарника и другой растительности, и изредка появляется непревзойденный рыболов - громадный пекан, защищенный густой шерстью от холода. Сюда же поднимаются и пушистохвостая неотома, желтоволосый древесный дикобраз и золотистая земляная белка, преследуемые койотом и куницей, но тут эти охотники сами попадают в лапы пекана. Прячут на зиму запасы сена в трещинах скал или маленьких пещерах занятные пищухи, или сеноставки, которые водятся на горных лугах, окруженных хвойными деревьями; эхо их предупреждающего пронзительного свиста разносится далеко вокруг. Заготавливая пищу на зиму, соперничает с ними желтошерстный сурок, копающий глубокие норки под большими валунами, где он прячется от койота и медведя. Сурок также издает предупредительный свист - только его свист протяжнее и ниже тоном. Здесь же обитают отшельник, издающий громкие беспорядочные трели, большой щур и очаровательный горный вьюрок с серым гребнем. Насекомых тут почти нет, ибо ночные заморозки случаются даже летом.

В таких горных местах натуралист должен проводить много экспериментов, чтобы попытаться понять, как различные существа и растения адаптируются друг к другу, а также к суровым холодам и снегу зимой. По мере подъема по склону перед вами одна за другой открываются картины разнообразной жизни, каждая из которых есть, часть великого целого, прибавляющая к нему нечто свое. Однажды я провел несколько недель в этих лесах, изучая черных и красных муравьев и их реакции на хищников - птиц и ящериц. Интереснее всего было наблюдать, как личинки муравьиного льва отрывали в песке конические ямки и прятались в них, ожидая, пока муравей или другое насекомое попадет в ловушку и тут же окажется в их серповидных острых челюстях. Каждый день приносил новые впечатления.

Во всей Северной Америке, за исключением океанских побережий, не найти экосистемы или биома, где жизнь была бы такой сложной и насыщенной, как в большом пруду. Берега такого пруда могут быть заросшими, но он обязательно должен иметь большое пространство открытой воды. Можно выбрать пруд с чистой водой и достаточно мелкий, чтобы растения могли развиваться по всей его глубине. Остановимся, к примеру, на водоеме глубиной не более 5 м. Скорее всего, нам не понадобится совершать далекие путешествия, чтобы найти такой пруд. А жизнь и взаимоотношения организмов, обитающих в воде, представляют интерес для натуралистов.

Пруд называется молодым, если он недавно вырыт и в нем есть только чистый ил и камни; средним - если по берегам разрослась густая растительность; старым - если поверхность воды зарастает, и мертвым - если масса растений заглушила воду и пруд высыхает. А сейчас мы рассмотрим пруд среднего возраста, около 50 м шириной и 5 м глубиной в центре. Пруд - это водоем со стоячей водой в отличие от ручья, или реки, где вода проточная. Но весной в этот пруд стекает вода из маленьких ручейков, обогащая его кислородом и спасая тем самым от загнивания.

Мы рассмотрим лишь начальную картину сложной жизни в водоеме, но она поможет вам получить представление о многих других водоемах. Жизнь пруда зависит от почвы, наземных растений и животных, окружающих его. Если почва кислая, как бывает в обычных широколиственных лесных массивах, то водная среда в пруду, окруженном такими деревьями, также будет кислой. Уровень кислотности и щелочности почвы и воды измеряют величиной рН, принимая рН, равное 7 (рН = 7), за величину нейтральную; тогда рН выше 7 означает щелочную среду, а рН ниже 7 - кислотную. Жизнь в пруду может существовать только при определенных значениях рН: не ниже 4,7 и не выше 8,5 - только в этих условиях бактерии и грибы могут активно разлагать органическую материю (мертвых животных и растения), превращая ее в гумус. Если показатель рН почвы высокий, на ней обычно обитают улитки и черви, если же рН ниже 5, они, исчезают, а их место занимают членистоногие - клещи и ногохвостки. Изменения в уровне рН отражаются и на жизни в пруду, так как многие животные и растения могут жить только в узких пределах рН. Если пруд окружают каштановые лесные почвы, то это слегка кислые почвы - их рН = 6-7; почвы хвойного леса еще более кислые (рН ниже 3), а чернозем, чаще всего встречающийся в лугах, имеет рН = 7-8, что говорит о небольшой щелочности среды. Состав окружающих почв отражается на свойствах воды в пруду, а значит, и на жизни обитателей этого пруда.

На жизнь пруда оказывают влияние и животные, попадающие в него с суши. Норка, ныряющая в поисках рыбы и ондатры, наводит ужас на его обитателей; утки, поедающие водные растения, поднимают грязь со дна; вносят свою лепту и люди, охотясь и ловя рыбу. Изучая пруд, най- дите и другие внешние влияния.

Но что происходит непосредственно в самом пруду? Если вы шумно подойдете к пруду, он покажется вам спокойным - все его обитатели затаились. Если же вы подойдете к воде осторожно и тихо, то можете услышать различные звуки: бульканье поднимающихся с илистого дна пузырьков газа, призывные крики лягушек и жаб, ясную песенку желтой древесной славки из зарослей ив или великолепную песню длиннохвостой каменки с ветвей тополя. Вы услышите оглушительные всплески в дальнем конце пруда - там прыгают в воду лягушки, спасаясь от енота, а одинокий всплеск в середине принадлежит большеротому черному окуню. Если вы пробудете у воды подольше, то почувствуете свою сопричастность к бесчисленным конфликтам и событиям, происходящим в пруду. Каждый кубический сантиметр чистой воды наполняют мириады невидимых, но весьма активных микроскопических жизней; они только ждут, когда вы приобретете микроскоп для их изучения.

Растительность, которая распространилась на 5-7 м от берега пруда - это дремучие джунгли, где может прятаться, охотиться и питаться множество различных существ. Лупы и микроскопы, а также ящик со стеклянными стенками помогут вам изучать эту жизнь.

Для практических целей разделим наш пруд на секторы, в которых обитают разные существа. Некоторые из них встречаются в нескольких секторах. Прежде всего рассмотрим три растительные зоны стоячей воды вблизи берега. Первая зона - мир водяных растений, произрастающих у самого берега в стоячей воде; корни их находятся под водой, а основная часть стебля, листья и цветки колеблются над водой. Хорошим примером такого растения служит рогоз. Вторая зона - глубина воды 0,5-1 м - занята плавучими растениями, у которых основная масса стебля находится под водой и только небольшая его часть выступает над поверхностью, а большинство цветков и листьев плавает на воде. Пример таких растений - водяной тысячелистник и кувшинка. В третьей зоне преобладают погруженные растения, такие, как взморник и прудовые водоросли; листья их в основном погружены в воду, и лишь отдельные из них плавают на поверхности. Здесь глубина воды уже 1 - 3 м или более. На такой глубине основная масса листьев почти лишена солнечного света, а вода глубже двух метров темная и мутная; в этих таинственных джунглях движется множество теней. Над этими тремя растительными зонами лежит четвертая - пленка поверхностного натяжения воды, очень тонкий, эластичный и довольно липкий слой, по которому скользят водомерки, а под водой движутся, прилипнув вниз раковиной, прудовики. И, наконец, есть еще две зоны: пятая - открытая вода, где плавают большие рыбы, и шестая - темное илистое дно, где кипит скрытая от наших глаз жизнь.

Среди растений первой зоны - рогоза и частухи подорожниковой - водится много существ, л равной мере связанных с сушей и водой. Карабкаются среди стрелолиста древесные лягушки - благодаря своему зеленому цвету они совершенно сливаются со стрелолистом. Вот на поверхности воды или среди растений появляется уж, сея панику среди лягушек. Стоит ему только поднять голову - и лягушки, сделав отчаянный прыжок на сушу, скрываются в зарослях, используя свое преимущество: спасаться на берегу от врагов, подстерегающих их в воде, и наоборот - при малейшей опасности на земле устремляться в воду. Уж сворачивается темными кольцами под водой и двумя резкими движениями вспугивает пару каких-то существ, притаившихся за стеблями. Ниже в стеблях рогоза откладывает яйца узкая рогозовая моль, и вскоре целая популяция маленьких серых гусениц будет жить безопасно в стеблях, пока не наступит время превратиться из куколок в моль и покинуть приютившие их стебли.

Во второй зоне, где разбросали свои огромные листья на поверхности воды желтые кувшинки, громадная лягушка-бык обозревает свое царство, восседая на большом листе. Это лягушка-ветеран, сотни раз побывавшая на волосок от смерти. Каждый такой урок учит ее еще большей осмотрительности, ведь из тысячи головастиков, вылупившихся из икринок, отложенных матерью-лягушкой пятнадцать лет назад, выживает лишь один. Теперь эта лягушка так велика, что у нее почти нет врагов. Она сидит очень тихо, сливаясь с зеленым листом в ожидании добычи. Время от времени лягушка быстро выбрасывает свой длинный язык, чтобы схватить пролетающую муху или насекомое, оказавшееся на листе, но такая ничтожная добыча не может удовлетворить аппетитов охотницы. Гигантская лягушка, около полуметра длиной, всегда голодна. Поэтому, как только на поверхности воды появляется метровый уж, лягушка делает молниеносный прыжок и хватает голову ужа своим огромным ртом. Уж, сопротивляясь, яростно хлещет хвостом по воде; вода вокруг закипает, но лягушка-бык быстро ломает противнику шею и начинает проталкивать тело ужа в пищевод с помощью своих сильных мышц глотки. Вскоре уж исчезает в ее пасти. Лягушка плывет обратно и снова тихо садится на плавающий лист кувшинки, сравнительно удовлетворенная.

Глубже, под водой, идет своя борьба не на жизнь, а на смерть. По илистому дну ползает нимфа стрекозы, уродливая и яростная, за что получила прозвище «водяной тигр». Время от времени она скрывается из виду, зарываясь глубоко в ил. Наконец нимфа находит укромное местечко среди стеблей кувшинки и лежит там совершенно тихо, уродливая голова с огромными темными глазами, уставившимися вдаль,- настоящее исчадие ада. Ректальные жабры позволяют ей дышать под водой, в отличие от родителей-стрекоз, дышащих воздухом. Вдруг она замечает маленькую рыбку фундулюса, около 8 см длиной, стремительно преследующую личинку поденки. Нимфа выбрасывает свою «шарнирную» нижнюю челюсть с двумя острыми коготками и впивается в фундулюса. Рыбка делает отчаянные усилия, чтобы освободиться, но из ее тела течет кровь, и постепенно она затихает. А в это время погружается с поверхности ко дну гигантский водяной жук-белостома длиной добрых 7 см; жук набрасывается на нимфу и, схватив ее своими двухсантиметровыми клешнями, вонзает в ее тело кинжало-подобный хоботок. Несмотря на отчаянные усилия нимфы вырваться и закопаться в ил при помощи своей реактивной струи, жук высасывает из нее всю кровь...

В третьей зоне, среди листьев погруженных растении, стрекозы, самец и самка, соединившись парой, откладывают яйца. Самка время от времени погружает хвост глубоко в воду, поддерживая яйца, чтобы они могли спокойно опуститься в ил. В этой зоне, где много водяного тысячелистника и посконника, жизнь небольших существ подвергается большей опасности, нежели вблизи берега, так как подводные растения - главное место охоты больших рыб. Водяной паук - пятнистый пизаура отважно скользит по пленке поверхностного натяжения воды. Бег его так легок, что напоминает танец, а скорость позволяет избегать встреч с опасными врагами. Ныряя в глубину, он покрывается серебряной блестящей оболочкой из пузырьков воздуха, которые позволяют ему оставаться под водой в течение нескольких минут. Он подплывает к узким листьям пузырчатки, избегая благодаря опыту прошлых погружений маленьких подводных пузырьков, прикрепленных к листьям, ибо они могут поймать его. Добравшись до стебля, пятнистый пизаура замирает, превратившись в серебристую часть растения, но, увидев маленького карпозубика, бросается на него, как торпеда, и хватает острыми челюстями. Челюсти пизаурид выделяют яд, парализующий жертву. Как только карпозубик стихает, паук принимается пить его кровь. Покончив с добычей, пизаура торопится наверх, пока не иссяк воздух в пузырьках. Чтобы было легче прорвать поверхностную пленку, он выползает из-под воды по стеблю растения, затем поднимается по нему еще выше, чтобы его не могли достать враги, которые обитают в воде. Как и лягушки, пизауриды принадлежат двум мирам.

Внизу на дне, глубоко в иле, неуклюже передвигается большая кайманова черепаха. Защищенная грубым роговым панцирем, вооруженная сильными челюстями и роговым клювом, способным прокусить ногу человека почти до кости, эта черепаха - королева глубин. Боится она только остроги или гарпуна охотника. Пробираясь сквозь стебли водорослей, она жует их, заталкивая в рот, и зарывается в ил в ожидании более солидной пищи. Из ила торчат только голова и глаза, похожие, на бусинки. Вот она замечает оказавшуюся поблизости личинку равнокрылой стрекозы, делает удачный выпад и вновь затихает. С поверхности пруда спускается другой крупный хищник - почти полуметровый черный большеротый окунь. Он подплывает близко к черепахе, но, вовремя заметив ее, держится на расстоянии от сильных челюстей.

Рыба поменьше, обыкновенный чукучан, действует как пылесос, зарываясь в ил в поисках спрятавшихся там червей и личинок. Кайманова черепаха терпеливо ждет, пока чукучан окажется достаточно близко - и тут же выбрасывает голову, как нападающая змея. Вода мгновенно становится мутной от ила, так как чукучан отчаянно борется, пытаясь освободиться от мертвой хватки челюстей, но это ему не удается.

В отличие от чукучана и сомика-кошки, лениво передвигающихся по дну в поисках пищи, окунь, карпозубики, фундулюс и солнечная рыба - обитатели пятой зоны, зоны открытой воды,- ловят насекомых прямо в воде или на ее поверхности, и крупные рыбы охотятся на более мелких. Окунь, плавая у самой поверхности воды, высовывается из нее время от времени, чтобы схватить муху или жука, беспомощно прилипших к поверхностной пленке. Однако, когда он пытается поймать коренного обитателя четвертой зоны - зоны пленки поверхностного натяжения - скользящую по поверхности, как конькобежец, водомерку, это оказывается гораздо труднее. Едва окунь высовывает голову, водомерка делает скользящий рывок и спасается от рыбы. И тут же водомерка, находящаяся в своей стихии, увидев поденку, прилипшую к пленке, бросается к ней, хватает ее передними лапками и вонзает хоботок в ее тело.

А вот выпрыгивает из воды маленькая солнечная рыбка, чтобы схватить жужжащую на поверхности пчелу. Она так увлеклась, что не замечает, как нечто сине-белое пулей падает с неба к поверхности воды. Это зимородок врезается в воду и клювом хватает солнечную рыбку. Она немного великовата для него. Завязывается борьба, в ходе которой рыбе даже удается наполовину затащить птицу под воду, но в конце концов, яростно взмахивая крыльями, зимородок поднимается из воды и несет бьющуюся рыбу на высокий пень на берегу. Здесь он резким ударом переламывает ей позвоночник и начинает рвать на куски. Обитатель воздуха, способный сражаться в воде, заслужил свою пищу!

Шестая зона - темный мир илистого дна водоема - место, где прячутся и охотятся мириады существ. Вот хищный малощетинковый червь из рода щетинкобрюхов, еще более уродливый, чем нимфа стрекозы. Вооруженный острыми, как иглы, челюстями, он движется сквозь ил в поисках любой пищи. Веслоногие рачки, пиявки, кольчатые черви, бокоплавы, даже плоский червь, такой же хищник, как малощетинковый червь,- все спасаются бегством, почувствовав его приближение. Зловеще извиваясь, он приближается к улитке и извлекает ее из панциря, не заметив двух пиявок, притаившихся тут же в иле. Но когда этот свирепый враг исчезает, пиявки вылезают на поверхность и начинают карабкаться по стеблю растения в поисках какого-нибудь млекопитающего, вроде ондатры или человека, чтобы напиться крови. Внизу, в илистой жиже, ждут своей добычи черви. Жизнь водоема представляет яркую картину борьбы за существование; каждый стремится съесть другого и при этом не быть съеденным самому. Но и здесь существуют спокойные периоды в жизни каждого существа и периоды острого возбуждения, когда приходит время спаривания. В разгар весны ночью, а иногда и днем вблизи водоема раздается оглушительный рев лягушек-быков, назойливое кваканье весенних квакш, древесных лягушек; каждый вид издает только ему присущие звуковые сигналы, призывая пару или активно спариваясь, в совершенно определенное время. Многие насекомые, например стрекозы, спариваются несколько раз в течение лета. Кружатся в ночном танце над водой поденки; отложив яйца на стеблях растений, они умирают, становясь лакомой добычей для рыб и других плотоядных.

Все живое проявляет исключительную изобретательность в борьбе за существование. Гигантские водяные жуки-белостомы и другие водные насекомые запасают воздух под крыльями, где он удерживается миллионами микроскопических волосков. Личинки москитов имеют специальные трубочки, через которые они, приблизившись к поверхности, втягивают воздух сквозь поверхностную пленку. У некоторых насекомых есть специальные иглы или хоботки, с помощью которых они добираются до воздуха, хранящегося в стеблях подводных растений. Личинки ручейника изумляют поразительным разнообразием защитных чехлов из песчинок, кусочков коры, листьев, прутиков и т.п., склеенных слюной. Некоторые из них очень красивы. Отыщите несколько таких существ и займитесь изучением их образа жизни.